JP2004080099A - 撮像装置及び画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮像装置内で迅速にユーザーの好みに合わせた画像処理を行えるようにすること。
【解決手段】撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像素子(102)と、所定の画像処理に用いるパラメータを設定するパラメータ設定部(107)と、前記パラメータ設定部により設定されたパラメータを用いて、前記撮像素子から出力される画像信号に前記画像処理を施す画像処理部(104)とを有する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
画像処理をユーザー設定したパラメータで高速に行うことを可能とする撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10は、従来のデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置と、パーソナルコンピュータ(PC)を示すブロック図である。
【0003】
従来の撮像装置500では、一般的に、図10に示すようにCCDなどの撮像素子501による撮像から画像処理部502における画像データの補正処理を含む信号処理、および記録媒体503への書き込みまで、撮像装置500ですべて行っている。しかしながらこのような撮像装置500では、撮影後にユーザーがホワイトバランス、ガンマ等の画像処理に用いるパラメータを変更して画像データを再生することができなかった。
【0004】
このような問題を解決するために、撮像装置500の撮像素子501から得られる画像データに画像処理部502による画像補正などの信号処理を施さずにそのまま記録媒体503に記録し、PC510上にその画像データを転送して、ユーザーがパラメータ設定部512からホワイトバランス補正、ガンマ補正等の画像処理に用いるパラメータを変更して、変更したパラメータを用いて、画像処理部513により画像データを補正する方法が存在する。このように、撮像装置500から入力する未処理の画像データに対して、PC510上で撮像装置500内部と同じ処理をソフトウェアで実行することにより、ユーザーは好みの画質に画像データを変更することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなシステムでの画像処理はPCの処理速度に大きく依存するため、処理速度の遅いPCで画像処理を行うと、非常に時間がかかるといった問題が生じていた。また、近年のデジタルカメラの高画素化に伴って画像データ量は更に増大しているため、画像処理にかかる時間はますます長くなってきている。
【0006】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮像装置内で迅速にユーザーの好みに合わせた画像処理を行えるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、所定の画像処理に用いるパラメータを設定するパラメータ設定手段と、前記パラメータ設定手段により設定されたパラメータを用いて、前記撮像手段から出力される画像信号に前記画像処理を施す画像処理手段とを有する。
【0008】
また、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段を有する撮像装置における画像処理方法は、所定の画像処理に用いるパラメータを設定するパラメータ設定工程と、前記パラメータ設定工程で設定されたパラメータを用いて、前記撮像手段から出力される画像信号に前記画像処理を施す画像処理工程とを有する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0010】
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【0011】
図1において、101は、1枚または複数枚のレンズ及び、絞り、シャッターを含むレンズ系、102はCCD型やMOS型などの撮像素子、103はA/D変換部、104は画像処理部、105はフォーマット変換部、106は記録媒体制御部、107はパラメータ設定部、108は記録媒体である。また、109はモード切替スイッチであり、撮像素子102で撮像して得た画像信号に画像処理を施してから記録媒体108に記録する先処理モードと、撮像素子102で撮像して得た画像信号をそのまま一旦記録媒体108に記録し、その後、ユーザーの好みに応じて画像処理のパラメータを変更し、変更したパラメータを用いて記録媒体108から読み出した画像信号に画像処理を施す後処理モードとを切り換える。モード切替スイッチ109は、不図示の切り換えボタンなどのユーザー操作による切り換え指示に応じて、先処理モードと後処理モードとを切り換える。なお、撮像装置の上記各部の動作は、不図示のコントローラにより所定のタイミングで制御されている。
【0012】
まず、上記構成を有する撮像装置における先処理モードでの撮影手順について詳しく説明する。
【0013】
まず、レンズ系110を介して入射した被写体光学像は、撮像素子102の受光領域上に結像する。受光領域上に結像された光学像は光電変換されてアナログ信号となり、A/D変換部103へと送られて、デジタル画像信号へと変換される。A/D変換部103で変換されたデジタル画像信号は、画像処理部104へと送られる。画像処理部104では、パラメータ設定部107により設定されたパラメータ、または、予め撮像装置内に設定されているデフォルトのパラメータを用いてデジタル画像信号に対して、ホワイトバランス補正やγ補正を含む種々の画像信号処理を行い、処理済みの画像データを出力する。画像処理部104は、ハードウェアあるいは、ソフトウェアのどちらで実現可能であるが、ハードウェアで構成した方がより高速処理が可能である。
【0014】
画像処理部104から出力された画像データは、更にフォーマット変換部105にてJPEGフォーマット、TIFFフォーマット等へのフォーマット変換が行われ、記録媒体制御部106により記録媒体109である撮像装置内のメモリ、もしくはコンパクトフラッシュ(登録商標)等の外部メモリへと書き込まれる。
【0015】
図2は図1の画像処理部104の概略機能構成を示すブロック図である。以下、図2を参照して本第1の実施形態における撮像装置における画像処理の流れを説明する。
【0016】
図2において、201はホワイトバランス処理部、202は撮像素子102が例えば図3に示すような配列のカラーフィルタにより覆われている場合に、読み出された信号を補間して、図4に示すように各画素が全ての色の信号値を有するように補間する補間処理部、203は色相を調整するマトリクス演算処理部、204は色の濃さの調整を行う色差ゲイン演算処理部、205はコントラストを調整するガンマ処理部、206は色相補正演算処理部、207は画像のエッジ部分を抽出するエッジ強調処理部、208はエッジ強調の度合いを調整するエッジ合成処理部である。
【0017】
先処理モードにおいて、図1のA/D変換部103より出力されるデジタル画像信号は、図2に示す画像処理部104のホワイトバランス処理部201へと送られ、画像中の白が白を示す信号となるように、ホワイトバラス係数および光源の色温度を求める。更に、求めたホワイトバランス係数をデジタル画像信号にかけることで、画像中の白が白を示す信号になるように処理する。ホワイトバランス処理されたデジタル画像信号は、エッジ強調処理部207および、補間処理部202へと送られる。撮像素子102が図3に示すような画素配列を有する単板CCDの場合、補間処理部202では、それぞれR、G1、G2、B画素それぞれから得られる信号を用いて、公知の補間演算により、図4のようなR、G1、G2、Bの面データを作成する。
【0018】
マトリクス演算部203では式(1)を用いて画素毎に色変換を行う。
【0019】
Figure 2004080099
【0020】
なお、上記式(1)において、G=(G1+G2)/2である。
マトリクス演算処理部により処理されたデジタル画像信号は、色差ゲイン演算処理部204において色差信号にゲインがかけられる。この演算は式(2)により行われ、Rm、Gm、Bm信号がY、Cr、Cb信号へと変換され、さらに式(3)によりCr、Cb信号にゲインがかけられ、更に、式(4)(式(2)の逆行列演算)により、Rg、Gg、Bg信号へと変換される。
【0021】
Figure 2004080099
Cr’=G1×Cr
Cb’=G1×Cb   …(3)
【0022】
Figure 2004080099
【0023】
色差ゲイン演算処理されたデジタル画像信号はガンマ処理部205へと送られる。ガンマ処理部205では以下の式(5)〜(7)を用いてデータ変換を行う。ただし、式(5)〜(7)中のGammaTableは1次元ルックアップテーブルである。
Rt = GammaTable[Rg]   …(5)
Gt = GammaTable[Gg]   …(6)
Bt = GammaTable[Bg]   …(7)
【0024】
ガンマ処理部205でガンマ処理されたデジタル画像信号は色相補正演算処理部206へと送られる。色相補正演算処理部206での演算は式(8)を用いて行われ、Rt、Gt、Bt信号はY、Cr、Cb信号へと変換される。そして、さらに式(9)によりCr、Cb信号が補正され、式(10)(式(9)の逆行列演算)により、Rh、Gh、Bh信号へと変換される。
【0025】
Figure 2004080099
【0026】
Figure 2004080099
【0027】
Figure 2004080099
【0028】
色相補正演算処理されたデジタル画像信号はエッジ合成処理部208へと送られる。
【0029】
エッジ強調処理部207ではホワイトバランス処理部201から送られてくるホワイトバランス処理されたデジタル画像信号を基にエッジ検出を行い、エッジ信号を抽出する。抽出されたエッジ信号はゲインアップにより増幅されてエッジ合成処理部208へと送られる。エッジ合成処理部208では色相補正演算処理部206から送られてきたRh、Gh、Bg信号にエッジ信号を加える。
【0030】
次に図5のフローチャートを参照しながら、本第1の実施形態における後処理モードにおける撮像処理の流れについて説明する。
【0031】
まずユーザーは撮像素子102により撮像を行い、得られた画像信号はA/D変換部103によりデジタル画像信号へと変換される(ステップS101)。後処理モードでは先処理モードと異なり、デジタル画像信号に画像処理を施さずに、そのまま記録媒体108へと記録する(ステップS102)。その後、ユーザーは記録したデジタル画像信号に画像処理を施すことで自分の好みの画像が得られるように、パラメータ設定部107から各種処理パラメータを設定する(ステップS103)。
【0032】
パラメータの種類としては、例えば、図2に示すように光源の調整を行うホワイトバランス処理部201、色の濃さの調整を行う色差ゲイン演算処理部204、色相を調整するマトリクス演算処理部203および色相補正演算処理部206、コントラストを調整するガンマ処理部205、エッジ強調の度合いを調整するエッジ合成処理部208用のパラメータがあり、全てを設定しても、または、これらの一部を設定しても良い。
【0033】
パラメータ設定を終了した後、ユーザーが不図示の画像処理実行スイッチを押すと(ステップS104)、記録媒体制御部106により記録媒体108から処理対象のデジタル画像信号が読み出される(ステップS105)。読み出されたデジタル画像信号は画像処理部104にて設定されたパラメータを用いて画像処理され(ステップS106)、さらにフォーマット変換部105に送られて画像フォーマット変換され(ステップS107)、記録媒体制御部106にて記録媒体108へと記録される(ステップS108)。なお、ステップS104では、パラメータ設定終了後に自動的にステップS105の処理が始められるようにしてもよい。
【0034】
なお、ステップS108で処理済みの画像データを記録媒体108に書き込む前に、撮像装置の表示部(不図示)に処理済みの画像を表示し、ユーザーが表示した画像の処理状態を確認し、処理済みの画像データを記録媒体108に記録するかどうかを指示するようにしてもよい。
【0035】
また、記録媒体108には未処理のデジタル画像信号が記録されているので、所望の画像が得られるまでパラメータを変えて処理を行ったり、また、同じ画像信号に対する異なる効果の画像を得るなど、記録媒体108から読み出した画像信号に対して繰り返し画像処理を行うことが可能となる。
【0036】
上記第1の実施形態によれば、撮像装置内のみで、迅速にユーザーの好みに合わせた画像処理を行うことができる。また、画像処理部104をハードで構成する場合は、さらに画像処理を高速化することが可能になる。
【0037】
なお、本第1の実施形態においては、先処理モードと後処理モードとの2種類を選択可能な構成としたが、これに限るものではなく、後処理モードでの動作のみを行うように構成しても良い。
【0038】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0039】
図6は本第2の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図6において、図1と同様の構成については同じ参照番号を付し、説明を省略する。
【0040】
上記第1の実施形態においては、撮像素子101により撮影して得た画像信号に画像処理を施したが、本第2の実施形態においては、外部パーソナルコンピュータ(以下、「PC」と記述する。)310から供給される画像信号に画像処理を施す。そのために、本第2の実施形態における撮像装置は、通信部309を設ける。通信部309は、PC310と本第2の実施形態の撮像装置を接続し、記録媒体制御部306で制御されている記録媒体108にあるデータをPC310へ送信したり、また、PC1上にあるデータを受信して記録媒体108へと書き込みを可能とするものである。
【0041】
図7は、図6に示す構成を有する撮像装置と、該撮像装置に処理対象の画像信号を提供するPCとが接続状態にある場合の、本第2の実施形態における画像処理の一連の動作を示すフローチャートである。
【0042】
まず、ステップS201において、ユーザーはPC310に記憶されている未処理の画像信号に画像処理を施すことで自分の好みの画像が得られるように、PC310上でパラメータ設定を行う。パラメータ設定を終了した後、ユーザーがPC310上(不図示)の画像処理実行スイッチを押すと(ステップS202)、PC310上で設定されたパラメータは通信部309を通じてパラメータ設定部307へと転送され、画像処理に必要な各種パラメータが設定される(ステップS203)。次に、画像信号がPC310から通信部309を経由して記録媒体制御部306により制御されている記録媒体108へと書き込まれる(ステップS204)。
【0043】
画像信号の転送が終了すると記録媒体制御部306によりPC310から記録媒体108へと書き込まれた画像信号が読み出され(ステップS205)、画像処理部104へと送られる。読み出された画像信号は画像処理部104にて設定されたパラメータを用いて画像処理され(ステップS206)、さらにフォーマット変換部105に送られて画像フォーマット変換され(ステップS207)、記録媒体制御部306にて記録媒体108へと記録される(ステップS108)。
【0044】
なお、上記第1の実施形態と同様に、ステップS208で処理済みの画像データを記録媒体108に書き込む前に、撮像装置の表示部(不図示)に処理済みの画像を表示し、ユーザーが表示した画像の処理状態を確認し、処理済みの画像データを記録媒体108に記録するかどうかを指示するようにしてもよい。
【0045】
また、ステップS208で処理済みの画像データを記録媒体108に書き込む代わりに、通信部309を介してPC310に転送しても良い。また、処理済みの画像データを一旦記録媒体108に記録した後、再び画像データを読み出して、通信部309を介してPC310に転送するようにしても良い。
【0046】
更に、ステップS201及びステップS203では、PC310でパラメータを設定して転送したが、本発明はこれに限るものでは無く、第1の実施形態と同様に、撮像装置のパラメータ設定部307から各種処理パラメータを直接設定するようにしても良い。
【0047】
上記の通り第2の実施形態によれば、PCの処理速度が遅い場合であっても、撮像装置の画像処理部を利用することで、迅速にユーザーの好みに合わせた画像処理を行うことができる。また、画像処理部104をハードウェアで構成する場合は、さらに画像処理を高速化することが可能になる。
【0048】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0049】
図Bは本第3の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図8において、図1及び図6と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。
【0050】
上記第2の実施形態では、PC310から転送された画像信号を一旦記録媒体108に記憶し、それを読み出して画像処理を行う場合について説明したが、本第3の実施形態においては、PC310から転送された画像信号に直接画像処理を行う場合について説明する。
【0051】
図9は、図8に示す構成を有する撮像装置と、該撮像装置に処理対象の画像信号を提供するPCとが接続状態にある場合の、本第2の実施形態における画像処理の一連の動作を示すフローチャートである。
【0052】
まず、ステップS301において、ユーザーはPC310に記憶されている未処理の画像信号に画像処理を施すことで自分の好みの画像が得られるように、PC310上でパラメータ設定を行う。パラメータ設定を終了した後、ユーザーがPC310上(不図示)の画像処理実行スイッチを押すと(ステップS302)、PC310上で設定されたパラメータは通信部409を通じてパラメータ設定部307へと転送され、画像処理に必要な各種パラメータが設定される(ステップS303)。次に、画像信号がPC310から通信部409を経由して画像処理部404へと転送される(ステップS304)。画像信号は順次パソコンより転送され、画像処理部404において、設定されたパラメータを用いて画像処理され(ステップS305)、画像処理後の画像データは再び通信部409を経由してPC310へと送られる(ステップS306)。
【0053】
なお、ステップS306で処理済みの画像データを通信部409を介してPC310に転送する代わりに、記録媒体108に書き込むようにしても良い。更に、一旦記録媒体108に記録した処理済みの画像データを再び読み出して、通信部409を介してPC310に転送するようにしても良い。
【0054】
更に、ステップS301及びステップS303では、PC310でパラメータを設定して転送したが、本発明はこれに限るものでは無く、第1の実施形態と同様に、撮像装置のパラメータ設定部307から各種処理パラメータを直接設定するようにしても良い。
【0055】
なお、本発明は、以上の各実施の形態、または、それら技術要素を必要に応じて組み合わせるようにしてもよい。
【0056】
【他の実施形態】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、CD−ROM、CD−R、DVD、光ディスク、光磁気ディスク、MOなどが考えられる。
【0057】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0058】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図5、図7、または図9に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像装置内で迅速にユーザーの好みに合わせた画像処理を行うことができる。また、画像処理部をハードウェアで構成する場合は、さらに画像処理を高速化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図3】カラーフィルタ配列の一例を示す図である。
【図4】補間処理により得られる信号の概念を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施形態における撮像装置の後処理モードでの動作の流れを示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第2の実施形態における撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図8】本発明の第3の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第3の実施形態における撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図10】従来の撮像装置及びPCの画像処理に関する簡単な機能構成を示すブロック図である。

Claims (13)

  1. 被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、
    所定の画像処理に用いるパラメータを設定するパラメータ設定手段と、
    前記パラメータ設定手段により設定されたパラメータを用いて、前記撮像手段から出力される画像信号に前記画像処理を施す画像処理手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 外部情報処理装置と通信するための通信手段を更に有し、
    前記画像処理手段は、前記外部情報処理装置から前記通信手段を介して供給される画像信号に対して前記画像処理を実行可能であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記画像処理手段は、前記外部情報処理装置から供給される画像信号に順次前記画像処理を施すことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 記録手段を更に有し、
    前記画像信号を画像処理せずにそのまま前記記録手段に記録し、前記画像処理手段は、前記記録手段から読み出された前記画像信号に前記画像処理を施すことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  5. 前記パラメータ設定手段は、前記外部情報処理装置から供給されるパラメータを画像処理に用いるパラメータとして設定可能であることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  6. 被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段を有する撮像装置における画像処理方法であって、
    所定の画像処理に用いるパラメータを設定するパラメータ設定工程と、
    前記パラメータ設定工程で設定されたパラメータを用いて、前記撮像手段から出力される画像信号に前記画像処理を施す画像処理工程と
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  7. 前記撮像装置は記録手段を有し、
    前記画像信号を画像処理せずにそのまま前記記録手段に記録する記録工程と、前記記録手段から記録した前記画像信号を読み出す読み出し工程とを更に有し、
    前記画像処理工程では、前記記録手段から読み出した前記画像信号に前記画像処理を施すことを特徴とする請求項6に記載の画像処理方法。
  8. 外部情報処理装置から画像信号を受信する通信工程と、
    前記外部情報処理装置から前記通信工程で受信した画像信号に対して前記画像処理を施す外部画像処理工程と
    を有することを特徴とする請求項6に記載の画像処理方法。
  9. 前記撮像装置は記録手段を有し、
    前記画像信号を画像処理せずにそのまま前記記録手段に記録する記録工程と、
    前記記録手段から記録した前記画像信号を読み出す読み出し工程とを更に有し、
    前記外部画像処理工程では、前記記録手段から読み出した前記画像信号に前記画像処理を施すことを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
  10. 前記外部画像処理工程では、前記通信工程で受信した画像信号に順次前記画像処理を施すことを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
  11. 外部情報処理装置から前記画像処理に用いるパラメータを受信するパラメータ通信工程を更に有し、
    前記パラメータ設定工程では、前記外部情報処理装置から受信した前記パラメータを画像処理に用いるパラメータとして設定することを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の画像処理方法。
  12. 請求項6乃至11のいずれかに記載の画像処理方法を実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする情報処理装置が実行可能なプログラム。
  13. 請求項12に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報処理装置が読み取り可能な記憶媒体。
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